物理人教版選修3-3學(xué)案第九章固體液體和物態(tài)變化1

1固體[學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.知道晶體和非晶體的特點(diǎn)及區(qū)分方法.2.知道單晶體和多晶體的區(qū)別.3.了解晶體的微觀結(jié)構(gòu)．一、晶體和非晶體[導(dǎo)學(xué)探究](1)如圖1所示是日常生活中常見(jiàn)的幾種晶體和非晶體，晶體與非晶體在外觀上有什么不同？幾種常見(jiàn)的晶體：幾種常見(jiàn)的非晶體：圖1(2)在云母片和玻璃片上分別涂上一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸云母片及玻璃片的另一面，石蠟熔化，如圖2所示，那么你看到的現(xiàn)象及得出的結(jié)論是什么？圖2答案(1)晶體有規(guī)則的幾何外形，非晶體無(wú)規(guī)則的幾何外形．(2)玻璃片上石蠟的熔化區(qū)呈圓形，說(shuō)明玻璃片沿各個(gè)方向的導(dǎo)熱性能相同．云母片上石蠟的熔化區(qū)呈橢圓形，說(shuō)明云母片沿各個(gè)方向的導(dǎo)熱性能不相同．[知識(shí)梳理]對(duì)晶體和非晶體的理解(1)固體的分類：①晶體：如石英、云母、明礬、食鹽、硫酸銅、蔗糖、味精等．②非晶體：如玻璃、蜂蠟、松香、瀝青、橡膠等．(2)晶體與非晶體的區(qū)別：比較內(nèi)容固體分類宏觀外形物理性質(zhì)非晶體沒(méi)有(“有”或“沒(méi)有”)確定的幾何形狀①?zèng)]有確定的熔點(diǎn)②導(dǎo)電、導(dǎo)熱、光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性晶體單晶體有(“有”或“沒(méi)有”)天然規(guī)則的形狀①有確定的熔點(diǎn)②導(dǎo)熱、導(dǎo)電、光學(xué)性質(zhì)表現(xiàn)為各向異性多晶體一個(gè)個(gè)小晶體粒粘在一起，沒(méi)有(“有”或“沒(méi)有”)確定的幾何形狀①有確定的熔點(diǎn)②導(dǎo)熱、導(dǎo)電、光學(xué)等性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性[即學(xué)即用]判斷下列說(shuō)法的正誤．(1)所有晶體都具有天然、規(guī)則的幾何外形．(×)(2)沒(méi)有固定熔點(diǎn)的固體一定是非晶體．(√)(3)物理性質(zhì)表現(xiàn)為各向同性的一定是非晶體．(×)二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)[導(dǎo)學(xué)探究](1)單晶體具有規(guī)則的外形，物理性質(zhì)方面表現(xiàn)為各向異性，而非晶體卻沒(méi)有規(guī)則的外形，并且物理性質(zhì)方面表現(xiàn)為各向同性．產(chǎn)生這些不同的根本原因是什么呢？(2)金剛石和石墨都是由碳原子構(gòu)成的，但它們?cè)谟捕壬喜顒e很大，這說(shuō)明什么問(wèn)題？答案(1)它們的微觀結(jié)構(gòu)不同．(2)金剛石是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，原子間的作用力強(qiáng)，所以金剛石的硬度大．石墨是層狀結(jié)構(gòu)，原子間的作用力弱，所以石墨的硬度小．這說(shuō)明組成物質(zhì)的微粒按照不同的規(guī)則在空間分布，會(huì)形成不同的晶體．[知識(shí)梳理]對(duì)晶體微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)(1)組成晶體的原子(或分子、離子)，按照一定的規(guī)則排列，具有空間上的周期性．(2)微觀結(jié)構(gòu)的不同，造成晶體與非晶體形狀和物理性質(zhì)的不同．(3)在不同條件下，同種物質(zhì)的微粒按照不同規(guī)則在空間排列，可以生成不同的晶體，例如石墨和金剛石．有些晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為非晶體，例如天然水晶熔化后再凝固成石英玻璃．[即學(xué)即用]判斷下列說(shuō)法的正誤．(1)同一種物質(zhì)只能形成一種晶體．(×)(2)有些非晶體在一定條件下可以轉(zhuǎn)化為晶體．(√)(3)金剛石是晶體，石墨是非晶體．(×)一、對(duì)晶體和非晶體的理解判斷晶體與非晶體、單晶體與多晶體的方法(1)區(qū)分晶體與非晶體的方法：看其有無(wú)確定的熔點(diǎn)，晶體具有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)．僅從各向同性或者幾何形狀不能判斷某一固體是晶體還是非晶體．(2)區(qū)分單晶體和多晶體的方法：看其是否具有各向異性，單晶體表現(xiàn)出各向異性，而多晶體表現(xiàn)出各向同性．例1下列關(guān)于晶體和非晶體的說(shuō)法，正確的是()A．所有的晶體都表現(xiàn)為各向異性B．晶體一定有規(guī)則的幾何形狀，形狀不規(guī)則的金屬一定是非晶體C．大鹽粒磨成細(xì)鹽，就變成了非晶體D．所有的晶體都有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)答案D解析只有單晶體才表現(xiàn)為各向異性，故A錯(cuò)；單晶體有規(guī)則的幾何形狀，而多晶體無(wú)規(guī)則的幾何形狀，常見(jiàn)的金屬屬于多晶體，故B錯(cuò)；大鹽粒磨成細(xì)鹽，細(xì)鹽仍是形狀規(guī)則的晶體，故C錯(cuò)；晶體和非晶體的一個(gè)重要區(qū)別就是晶體有確定的熔點(diǎn)，而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，故D對(duì)．例2在甲、乙、丙三種固體薄片上涂上蠟，用燒熱的針接觸其背面一點(diǎn)，蠟熔化的范圍如圖3(a)所示，而甲、乙、丙三種固體在熔化過(guò)程中溫度隨加熱時(shí)間變化的關(guān)系如圖(b)所示，則()圖3A．甲、乙是非晶體，丙是晶體B．甲、丙是晶體，乙是非晶體C．甲、丙是非晶體，乙是晶體D．甲是非晶體，乙是多晶體，丙是單晶體答案B解析由題圖(a)知，甲、乙的導(dǎo)熱性呈各向同性，丙的導(dǎo)熱性呈各向異性；由題圖(b)知，甲、丙有固定的熔點(diǎn)，乙沒(méi)有固定的熔點(diǎn)．所以甲、丙是多晶體，乙是非晶體．判斷晶體與非晶體的關(guān)鍵是看其有無(wú)確定的熔點(diǎn).二、晶體的微觀結(jié)構(gòu)例3(多選)下列說(shuō)法正確的是()A．晶體具有天然規(guī)則的幾何形狀，是因?yàn)槠湮镔|(zhì)微粒是規(guī)則排列的B．有的物質(zhì)能夠生成種類不同的幾種晶體，是因?yàn)樗鼈兊奈镔|(zhì)微粒能夠形成不同的空間結(jié)構(gòu)C．凡各向同性的物質(zhì)一定是非晶體D．晶體的各向異性是由晶體內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定的答案ABD解析晶體的外形、物理性質(zhì)都是由晶體的微觀結(jié)構(gòu)決定的，A、B、D正確；各向同性的物質(zhì)不一定是非晶體，也有可能是多晶體，C錯(cuò)誤．針對(duì)訓(xùn)練(多選)2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)授予安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫，以表彰他們?cè)谑┎牧戏矫娴淖吭窖芯浚麄兺ㄟ^(guò)透明膠帶對(duì)石墨進(jìn)行反復(fù)的粘貼與撕開使得石墨片的厚度逐漸減小，最終尋找到了厚度只有0.34nm的石墨烯，是碳的二維結(jié)構(gòu)．如圖4所示為石墨、石墨烯的微觀結(jié)構(gòu)，根據(jù)以上信息和已學(xué)知識(shí)判斷，下列說(shuō)法中正確的是()圖4A．石墨是晶體，石墨烯是非晶體B．石墨是單質(zhì)，石墨烯是化合物C．石墨、石墨烯與金剛石都是晶體D．他們是通過(guò)物理變化的方法獲得石墨烯的答案CD解析石墨、石墨烯、金剛石都為晶體且都為單質(zhì)，A、B錯(cuò)誤，C正確；兩位科學(xué)家是通過(guò)物理變化的方法獲得石墨烯的，D正確．故正確的答案為C、D.1．下列固體中全是由晶體組成的是()A．石英、云母、明礬、食鹽、雪花、銅B．石英、玻璃、云母、銅C．食鹽、雪花、云母、硫酸銅、松香D．蜂蠟、松香、橡膠、瀝青答案A2．某球形固體物質(zhì)，其各向?qū)嵝阅芟嗤瑒t該物體()A．一定是非晶體B．可能具有確定的熔點(diǎn)C．一定是單晶體，因?yàn)樗幸?guī)則的幾何外形D.一定不是單晶體，因?yàn)樗哂懈飨蛲缘奈锢硇再|(zhì)答案B解析導(dǎo)熱性能各向同性的物體不一定是非晶體，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；多晶體具有確定的熔點(diǎn)，因此B選項(xiàng)正確；物體外形是否規(guī)則不是判斷是否是單晶體的依據(jù)，應(yīng)該說(shuō)，單晶體具有規(guī)則的幾何外形是“天生”的，而多晶體和非晶體也可以有規(guī)則的幾何外形，當(dāng)然這只能是“后天”人為加工的，因此C選項(xiàng)錯(cuò)誤；單晶體也不一定各個(gè)物理特性都具有各向異性，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．3．(多選)如圖5所示，ACBD是一厚度均勻的由同一種材料構(gòu)成的圓板．AB和CD是互相垂直的兩條直徑，把圓板從圖示位置轉(zhuǎn)90°后電流表讀數(shù)發(fā)生了變化(兩種情況下都接觸良好)．關(guān)于圓板，下列說(shuō)法正確的是()圖5A．圓板是非晶體B．圓板是多晶體C．圓板是單晶體D．圓板沿各個(gè)方向?qū)щ娦阅懿煌鸢窩D4．(多選)對(duì)下列幾種固體物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，正確的有()A．食鹽熔化過(guò)程中，溫度保持不變，說(shuō)明食鹽是晶體B．燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形，說(shuō)明蜂蠟是晶體C．天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列不規(guī)則D．石墨和金剛石的物理性質(zhì)不同，是由于組成它們的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同答案AD解析若物體是晶體，則熔化過(guò)程中，溫度保持不變，A項(xiàng)正確；燒熱的針尖接觸涂有蜂蠟薄層的云母片背面，熔化的蜂蠟呈橢圓形是晶體各向異性的表現(xiàn)，說(shuō)明云母片是晶體，B項(xiàng)錯(cuò)誤；天然石英表現(xiàn)為各向異性，是由于該物質(zhì)的微粒在空間的排列規(guī)則，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由于石墨和金剛石的物質(zhì)微粒排列結(jié)構(gòu)不同，導(dǎo)致了它們的物理性質(zhì)不同，D項(xiàng)正確．一、選擇題1.一塊厚度和密度都均勻分布的長(zhǎng)方體被測(cè)樣品，長(zhǎng)AB是寬AD的兩倍，如圖1所示．如果用多用電表的歐姆擋沿兩個(gè)對(duì)稱軸O1O1′和O2O2′方向測(cè)量，結(jié)果阻值均為R，則這塊樣品可能是()圖1A．單晶體 B．多晶體C．非晶體 D．金屬答案A解析用多用電表的歐姆擋沿兩個(gè)對(duì)稱軸O1O1′、O2O2′方向測(cè)量結(jié)果均相同，說(shuō)明該物體沿O1O1′和O2O2′方向電阻率(即導(dǎo)電性能)不同，即表現(xiàn)出各向異性的物理性質(zhì)，所以A正確．如果是普通金屬，可以分析出沿O1O1′方向電阻比較大．2．(多選)關(guān)于晶體和非晶體，下列說(shuō)法正確的是()A．金剛石、食鹽、玻璃和水晶都是晶體B．晶體的分子(或原子、離子)排列是有規(guī)則的C．單晶體和多晶體有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)D．單晶體具有各向異性，非晶體和多晶體具有各向同性答案BCD解析金剛石、食鹽、水晶是晶體，玻璃是非晶體，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；單晶體具有各向異性，多晶體和非晶體具有各向同性，選項(xiàng)D正確；晶體分子的排列是有規(guī)則的，且有固定的熔點(diǎn)，非晶體沒(méi)有固定的熔點(diǎn)，選項(xiàng)B、C正確．3．石墨和金剛石，性質(zhì)有很大差異，是由于()A．石墨是各向異性的，而金剛石是各向同性的B．它們的化學(xué)成分不同C．它們都是各向同性的D．組成它們的物質(zhì)微粒按不同的規(guī)則排列答案D解析物質(zhì)的性質(zhì)由物質(zhì)微粒的微觀結(jié)構(gòu)決定，故D選項(xiàng)正確．4．(多選)如圖2是兩種不同物質(zhì)的熔化曲線，根據(jù)曲線判斷下列說(shuō)法正確的是()圖2A．a(chǎn)是晶體 B．b是晶體C．a(chǎn)是非晶體 D．b是非晶體答案AD解析晶體在熔化過(guò)程中不斷吸熱，但溫度卻保持不變(熔點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度)，而非晶體沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，因此a對(duì)應(yīng)的是晶體，b對(duì)應(yīng)的是非晶體．圖35．(多選)云母薄片和玻璃片分別涂一層很薄的石蠟，然后用燒熱的鋼針去接觸云母薄片及玻璃片的反面，石蠟熔化，如圖3所示，那么()A．熔化的石蠟呈圓形的是玻璃片B．熔化的石蠟呈圓形的是云母片C．實(shí)驗(yàn)說(shuō)明玻璃片有各向同性，可能是非晶體D．實(shí)驗(yàn)說(shuō)明云母有各向同性，是晶體答案AC6．(多選)下列說(shuō)法中正確的是()A．只要是具有各向異性的固體就必定是晶體B．只要是不顯示各向異性的固體就必定是非晶體C．只要是具有確定的熔點(diǎn)的固體就必定是晶體D．只要是不具有確定的熔點(diǎn)的固體就必定是非晶體答案ACD解析多晶體和非晶體都表現(xiàn)出各向同性，只有單晶體表現(xiàn)出各向異性，故B錯(cuò)，A對(duì)；晶體一定有確定的熔點(diǎn)，而非晶體無(wú)確定的熔點(diǎn)，故C、D均正確．7．下列說(shuō)法正確的是()A．黃金可以切割加工成各種形狀，所以是非晶體B．同一種物質(zhì)只能形成一種晶體C．單晶體的所有物理性質(zhì)都是各向異性的D．玻璃沒(méi)有確定的熔點(diǎn)，也沒(méi)有天然規(guī)則的幾何形狀答案D解析常見(jiàn)的金屬都是多晶體，因而黃金也是多晶體，只是因?yàn)槎嗑w內(nèi)部小晶粒的排列雜亂無(wú)章，才使黃金沒(méi)有規(guī)則的幾何形狀，故A錯(cuò)；同一種物質(zhì)可以形成多種晶體，如碳可以形成金剛石和石墨兩種晶體，故B錯(cuò)；單晶體只在某些物理性質(zhì)上表現(xiàn)出各向異性，并不是所有物理性質(zhì)都表現(xiàn)出各向異性，故C錯(cuò)；玻璃是非晶體，因而沒(méi)有確定的熔點(diǎn)和天然規(guī)則的幾何形狀，D對(duì)．8．(多選)下列敘述中正確的是()A．晶體的各向異性是由于它的微粒按空間點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)排列B．單晶體具有規(guī)則的幾何外形是由于它的微粒按一定規(guī)則排列C．非晶體有規(guī)則的幾何形狀和確定的熔點(diǎn)D．石墨的硬度比金剛石差得多，是由于它的微粒沒(méi)有按空間點(diǎn)陣分布答案AB二、非